CN114704625A - 一种语音换挡系统及方法 - Google Patents

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董斗星
谢俊
王曼莉
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Abstract

本发明公开了一种语音换挡系统及方法，它包括语音接收模块、语音识别转换模块、电子换挡控制模块、电子换挡执行模块和语音反馈模块；语音接收模块用于接收语音指令；语音识别转换模块用于识别语音指令，将语音指令转换为换挡信号；电子换挡控制模块用于接收换挡信号，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号；电子换挡执行模块用于根据换挡执行信号更换当前挡位，发出换挡成功信号；语音反馈模块用于接收换挡失败信号或换挡成功信号，转换为语音反馈给驾驶员。通过本发明所设计的语音换挡系统，可以通过语音来控制变速箱进行换挡，尤其适用于不能手动操作换挡杆的特殊情况。

Description

一种语音换挡系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体地指一种语音换挡系统及方法。
背景技术
随着科技的发展进步，汽车行业发展日新月异，涌现了许许多多新功能新技术，比如远程控制、语音识别、语音控制和传动系统换挡方式的多样化等；使汽车驾驶更舒适、更个性化，更具有科技感。现有车型的换挡系统有手动挡、自动挡和电子换挡三种，电子换挡又衍生出多种方案比如旋钮式、手柄式以及拨片式，但其实主要都是基于驾驶员手动操作来采取的不同换挡方式。随着汽车的普及，路况日益复杂拥堵，在一些崎岖不平或者急转弯路段需要驾驶员双手操控方向盘，不能便捷换挡。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种无需驾驶员手动操作的语音换挡系统及方法。
为实现此目的，本发明所设计的语音换挡系统，其特征在于：它包括语音接收模块、语音识别转换模块、电子换挡控制模块、电子换挡执行模块和语音反馈模块；
所述语音接收模块用于接收语音指令；
所述语音识别转换模块用于识别语音指令，将语音指令转换为换挡信号；
所述电子换挡控制模块用于接收换挡信号，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号；
所述电子换挡执行模块用于根据换挡执行信号更换当前挡位，发出换挡成功信号；
所述语音反馈模块用于接收换挡失败信号或换挡成功信号，转换为语音反馈给驾驶员。
进一步的，所述语音接收模块包括麦克风。
进一步的，所述语音识别转换模块包括音响设备。
进一步的，所述换挡信号包括语音换挡开启信号和语音换挡信号。
进一步的，所述语音反馈模块还用于接收所述语音换挡开启信号，转换为语音反馈给驾驶员。
进一步的，所述电子换挡控制模块用于接收所述语音换挡信号，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号。
进一步的，所述将语音指令转换为语音换挡开启信号的方法是：提取语音指令中关键词，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡开启模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡开启信号；
所述将语音指令转换为语音换挡信号的方法是：提取语音指令中关键词，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡信号模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡信号。
进一步的，所述语音反馈模块包括扬声器。
更进一步的，所述判断是否满足换挡条件的方法是：监测车辆行驶状态，得到当前的车辆状态信息，将当前的车辆状态信息与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息进行比对，若与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息一致，则发出换挡执行信号，若不一致则发出换挡失败信号。
还进一步的，一种语音换挡方法：包括以下步骤：
步骤一：驾驶员唤醒车机语音控制功能，发出语音换挡开启指令，接收和识别语音换挡开启指令，将语音换挡开启信号语音反馈给驾驶员；
步骤二：驾驶员发出语音换挡指令，接收和识别语音换挡指令，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号；
步骤三：若满足换挡条件，则根据换挡执行信号进行换挡操作，将换挡成功信号语音反馈给驾驶员，若不满足换挡条件，则将换挡失败信号语音反馈给驾驶员。
本发明的有益效果是：通过本发明所设计的由语音接收模块、语音识别转换模块、电子换挡控制模块、电子换挡执行模块和语音反馈模块组成的语音换挡系统，可以通过语音来控制变速箱进行换挡，尤其适用于不能手动操作换挡杆的特殊情况。在一些急加速及减速等不方便驾驶员换挡操作的情况下可以快速反应、便捷换挡。驾驶员可时刻双手操控方向盘、眼睛目视前方，有效保障了行车安全。
附图说明
图1为本发明中语音换挡系统的示意图；
图2为本发明中语音换挡系统的连接示意图；
其中，1—语音接收模块，2—语音识别转换模块，3—电子换挡控制模块，4—电子换挡执行模块，5—语音反馈模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的语音换挡系统，包括语音接收模块1、语音识别转换模块2、电子换挡控制模块3、电子换挡执行模块4和语音反馈模块5。
语音接收模块1用于接收语音指令。
语音识别转换模块2用于识别语音指令(有多种方法可以达到语音识别效果，如根据基于卷积神经网络算法的语音识别方法)用于识别语音指令，将语音指令转换为换挡信号；换挡信号包括语音换挡开启信号(语音换挡的功能开启信号)和语音换挡信号(请求进行升档或降档的信号)；其中，将语音指令转换为语音换挡开启信号的方法是：提取语音指令中关键词(包括换挡、开启、启动等)，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡开启模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡开启信号；将语音指令转换为语音换挡信号的方法是：提取语音指令中关键词(包括挡位，如二挡、三挡、四挡等；以及挡位前面的修饰词，如加档，减档，升挡、降挡等)，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡信号模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡信号。
电子换挡控制模块3用于接收语音换挡信号(请求进行升档或降档的信号)，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号(执行升档或降档的命令信号)或换挡失败信号；其中，判断是否满足换挡条件的方法是：监测车辆行驶状态，得到当前的车辆状态信息，将当前的车辆状态信息与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息进行比对，若与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息一致，则发出换挡执行信号，若不一致则发出换挡失败信号。
电子换挡执行模块4用于根据换挡执行信号更换当前挡位，发出换挡成功信号。
语音反馈模块5用于接收换挡失败信号或换挡成功信号或语音换挡开启信号，转换为语音反馈给驾驶员。
如图2所示，语音接收模块1可以是麦克风。语音识别转换模块2可以是音响设备。语音反馈模块5可以是扬声器。
本发明中，如图2所示，语音指令可提前预设在音响设备的语音指令库当中，当采集到语音指令后，通过音响设备对语音指令预处理、提取关键词，将关键词和语音指令库中预设的模板进行对比，若识别结果一致，则发出语音换挡开启信号或语音换挡信号。电子换挡控制模块3包含：电子换挡手柄，保留基本的手动换挡操作；电子换挡控制器，用于接收语音换挡信号、判定换挡条件、发送换挡执行信号来控制换挡执行器进行换挡；换挡执行器用于执行换挡操作。上述的关键步骤是换挡条件的判断，当电子换挡控制器接收到语音换挡信号后，通过监测车辆行驶状态，得到当前的车辆状态信息，车辆状态信息包括当前档位、车速、刹车、故障等信息，判断是否具备换挡条件，其中档位信息由档位传感器采集提供、刹车信息由制动踏板传感器采集提供。例如：车门开启、车辆故障、档位处于P档、R档时不能直接语音控制换挡；根据车速以及刹车等信息判断当前是加档还是减档，比如转弯、减速踩刹车时不能加档，若收到语音提示加档，则不进行换挡操作并语音反馈给驾驶员，防止误操作。
优化的，挡位显示模块集成在组合仪表上，用于显示挡位信息。
进一步的，语音反馈模块5由音响设备控制扬声器进行语音提醒，反馈给驾驶员当前挡位信息，同时在换挡操作过程中进行语音交互，提示驾驶员换挡是否成功，以及档位、车速等信息。
实施例一：当驾驶员需要启用语音换挡功能时，首先通过麦克风(语音接收模块1)唤醒车机语音控制功能，驾驶员发出“开启语音换挡功能”命令，音响设备(语音识别转换模块2)识别到该语音指令，将语音指令转换为语音换挡开启信号发送至扬声器(语音反馈模块5)，然后扬声器发出提示“语音换挡开启成功，请输入换挡指令”，驾驶员发出“升挡”或“降挡”指令，经由音响设备转换为语音换挡信号，发送给电子换挡控制器(电子换挡控制模块3)，电子换挡控制器在满足换挡条件的情况下，控制变速箱上的换挡执行器(电子换挡执行模块4)进行换挡操作。若不满足换挡条件，则发出换挡失败信号，由扬声器语音反馈给驾驶员。
通过本发明所设计的由语音接收模块1、语音识别转换模块2、电子换挡控制模块3、电子换挡执行模块4和语音反馈模块5组成的语音换挡系统，可以通过语音来控制变速箱进行换挡，尤其适用于不能手动操作换挡杆的特殊情况。在一些急加速及减速等不方便驾驶员换挡操作的情况下可以快速反应、便捷换挡。驾驶员可时刻双手操控方向盘、眼睛目视前方，有效保障了行车安全。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种语音换挡系统，其特征在于：它包括语音接收模块(1)、语音识别转换模块(2)、电子换挡控制模块(3)、电子换挡执行模块(4)和语音反馈模块(5)；
所述语音接收模块(1)用于接收语音指令；
所述语音识别转换模块(2)用于识别语音指令，将语音指令转换为换挡信号；
所述电子换挡控制模块(3)用于接收换挡信号，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号；
所述电子换挡执行模块(4)用于根据换挡执行信号更换当前挡位，发出换挡成功信号；
所述语音反馈模块(5)用于接收换挡失败信号或换挡成功信号，转换为语音反馈给驾驶员。
2.如权利要求1所述的语音换挡系统，其特征在于：所述语音接收模块(1)包括麦克风。
3.如权利要求1所述的语音换挡系统，其特征在于：所述语音识别转换模块(2)包括音响设备。
4.如权利要求1或3所述的语音换挡系统，其特征在于：所述换挡信号包括语音换挡开启信号和语音换挡信号。
5.如权利要求4所述的语音换挡系统，其特征在于：所述语音反馈模块(5)还用于接收所述语音换挡开启信号，转换为语音反馈给驾驶员。
6.如权利要求4所述的语音换挡系统，其特征在于：所述电子换挡控制模块(3)用于接收所述语音换挡信号，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号。
7.如权利要求4所述的语音换挡系统，其特征在于：所述将语音指令转换为语音换挡开启信号的方法是：提取语音指令中关键词，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡开启模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡开启信号；
所述将语音指令转换为语音换挡信号的方法是：提取语音指令中关键词，将关键词与语音指令库中预设的语音换挡信号模板进行比对，若比对结果一致，则发出语音换挡信号。
8.如权利要求1或5所述的语音换挡系统，其特征在于：所述语音反馈模块(5)包括扬声器。
9.如权利要求1或6所述的语音换挡系统，其特征在于：所述判断是否满足换挡条件的方法是：监测车辆行驶状态，得到当前的车辆状态信息，将当前的车辆状态信息与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息进行比对，若与预设的、满足换挡条件的车辆状态信息一致，则发出换挡执行信号，若不一致则发出换挡失败信号。
10.一种语音换挡方法：其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一：驾驶员唤醒车机语音控制功能，发出语音换挡开启指令，接收和识别语音换挡开启指令，将语音换挡开启信号语音反馈给驾驶员；
步骤二：驾驶员发出语音换挡指令，接收和识别语音换挡指令，判断是否满足换挡条件，根据判断结果发出换挡执行信号或换挡失败信号；
步骤三：若满足换挡条件，则根据换挡执行信号进行换挡操作，将换挡成功信号语音反馈给驾驶员，若不满足换挡条件，则将换挡失败信号语音反馈给驾驶员。
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